Эффект Марангони (Марангони — Гиббса) — явление переноса вещества вдоль границы раздела двух сред, возникающее вследствие наличия градиента поверхностного натяжения. Такая разновидность конвекции называется капиллярной или конвекцией Марангони.
Это явление было впервые обнаружено в 1855 году Джеймсом Томсоном при исследовании причин возникновения так называемых «слёз вина». В 1865 году Карло Марангони провёл подробное исследование эффекта для своей докторской диссертации. Позже его полное теоретическое объяснение дано Джозайей Гиббсом. Полное теоретическое описание эффекта Марангони на основе уравнений Навье — Стокса и уравнений термодинамики опубликовано Субраманьяном Чандрасекаром в 1961 году.
Механизм явления Возникновение градиента поверхностного натяжения может быть вызвано градиентом концентрации или градиентом температурыДородницын В. А, Еленин Г. Г. Симметрия нелинейных явлений // Компьютеры и нелинейные явления. — М.: Наука, 1988. — С. 180. — ISBN 5-02-006624-9 — Тираж 43 000 экз.. В последнем случае помимо эффекта Марангони имеет место эффект Бенара и такая конвекция называется термокапиллярной (конвекция Бенара — Марангони). Чем больше у жидкости поверхностное натяжение, тем с большей силой она стягивается. Поэтому при наличии градиента поверхностного натяжения жидкость будет перемещаться в область с большим коэффициентом поверхностного натяжения. Однако, в большинстве случаев эффект Марангони незначителен, поскольку обычно он перекрывается конвекцией жидкости под действием силы тяжести вдоль градиента плотности.
Наиболее известное проявление эффекта Марангони — «слёзы вина», является следствием того, что этанол имеет более низкое, чем у воды, поверхностное натяжение. Если спирт смешивается с водой неоднородно, область с меньшей концентрацией алкоголя будет иметь больший коэффициент поверхностного натяжения и стягивает окружающую жидкость сильнее, чем область с более высокой концентрацией спирта. В результате такая смесь имеет тенденцию перетекать в области, где концентрация алкоголя меньше. Такой областью является мениск у стенки бокала, где испарение наиболее интенсивно.
Примечания
Литература
Ссылки Эффект Марангони в Технической энциклопедии
Категория:Конвективные явления